基于嵌入式系統(tǒng)的手機編程開發(fā)平臺設計

　　引 言

　　隨著移動通信技術的飛速發(fā)展，手機已經(jīng)從單一的電話通信設備轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒕W(wǎng)絡終端，因此，近年來手機編程已經(jīng)成為一項重要的技術。手機是一個高新技術的集合體，包含了移動終端、嵌入式系統(tǒng)、數(shù)字信號處理以及通信協(xié)議設置等多項技術。手機編程開發(fā)平臺是集合了通信技術、嵌入式技術、電子技術、軟件工程、操作系統(tǒng)等理論的軟硬件的教學與研究開發(fā)平臺。在這個開發(fā)平臺上開發(fā)相應的程序，可以掌握嵌入式系統(tǒng)設計的流程與方法；可以根據(jù)使用者的需求，設計并實現(xiàn)手機的基本功能和擴展功能。

　　1 手機編程開發(fā)平臺總體結構

　　作為專業(yè)技術課程，手機編程技術的教學內(nèi)容包括系統(tǒng)設置、操作系統(tǒng)使用以及應用軟件開發(fā)，因此，手機編程平臺必須支持各項教學內(nèi)容。另外，作為教學儀器，不僅需要滿足全部工程編程測試等技術環(huán)節(jié)的學習要求，同時，還必須具有系統(tǒng)靈活、調(diào)試方便等特點。因此，手機編程開發(fā)平臺硬件的設計應滿足以下要求：支持移動公網(wǎng)通信功能，支持嵌入式設計基本功能，支持擴展操作功能，支持結構調(diào)整，支持數(shù)字測試。

　　根據(jù)上述要求，把手機編程系統(tǒng)設計劃分為硬件平臺和軟件平臺：硬件平臺采用了功能模塊化設計思想，有利于系統(tǒng)硬件的擴充與更改。基于模塊化的設計中，把手機的硬件部分劃分為通信單元模塊、嵌入式系統(tǒng)模塊、音頻輸入／輸出模塊和電源模塊。各模塊在結構與功能上完全獨立，且采用統(tǒng)一的接口規(guī)范，使各模塊能簡單方便地連接到一起，構成完整的手機編程硬件平臺。

　　考慮到降低開發(fā)成本以及移植與編程難度等因素，軟件開發(fā)平臺用嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為開發(fā)平臺，包括Bootloader的設計、Linux操作系統(tǒng)移植、相關的驅(qū)動程序編寫、GUI移植等。

　　軟件和硬件平臺相結合，形成了硬件開放、源碼公開、滿足手機編程開發(fā)需要的系統(tǒng)。這個系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)、GSM／CDMA、操作系統(tǒng)、GUI等技術的綜合技術體，構建了一個完整的、開放的手機編程平臺。

　　2 手機編程開發(fā)平臺硬件結構

　　手機編程平臺系統(tǒng)中，需要處理的數(shù)據(jù)有兩大類：通信數(shù)據(jù)以及應用程序的數(shù)據(jù)。這里采用了雙處理器的解決方案，如圖1所示。

　?、俟W(wǎng)通信模塊。利用一個微處理器(專用單片機)系統(tǒng)構成通信電路模塊，專門處理與GSM／CDMA通信相關的任務。

　　②應用程序處理模塊。利用嵌入式系統(tǒng)構成本地任務處理模塊，用來運行操作系統(tǒng)及其他應用程序。

　　2．1 公網(wǎng)通信模塊

　　公網(wǎng)通信模塊如圖2所示，采用市場上可購買到的手機模塊實現(xiàn)。以GSM公網(wǎng)通信模塊為例，手機模塊中包括天線、內(nèi)部Flash、SDRAM、GSM基帶處理器、電源等。GSM基帶處理器是手機模塊的核心部件，其作用相當于一個協(xié)議處理器，用來處理外部系統(tǒng)通過串口發(fā)送過來的AT指令。天線部分用來實現(xiàn)射頻信號發(fā)射一接收、調(diào)制一解調(diào)，以及射頻信號與基帶處理器之間的信號轉(zhuǎn)換。匹配電源為處理器及射頻部分提供所需的電源。